KR20080050395A - 차동 노이즈 제거를 이용한 전자 지문 센서 - Google Patents

차동 노이즈 제거를 이용한 전자 지문 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지문과 같은 한 객체의 생물학적 특징을 전자적으로 감지하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차별화된 노이즈 제거법을 이용한 전자적인 지문 감지를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
그 기술적 구성은 한 객체의 기 설정된 이동 방향에 직교하는 위치에 구비된 이미지 픽업 판, 각각의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판 사이의 다수개의 센서 갭이 한정되도록, 상기 이미지 픽업 판과 이격된 다수개의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판에 평행하게 배치되는 기준판을 포함하며, 상기 기준판은 공통 모드 노이즈 및 커플링이 제거되도록 상기 이미지 픽업 판과 이격되고, 상기 이미지 픽업 판 및 기준판 사이의 현상을 위하여, 차동 이미지 신호를 인가하도록 상기 이미지 구동판과 이격된다.
Figure P1020087003644
지문, 센서, 갭, 노이즈 제거, 차동, BPF, LPF, 전도체, 빗살형 판, 기준판

Description

차동 노이즈 제거를 이용한 전자 지문 센서{ELECTRONIC FINGERPRINT SENSOR WITH DIFFERENTIAL NOISE CANCELLATION}
본 발명은 지문과 같은 한 객체의 생물학적 특징을 전자적으로 감지하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차동 노이즈 제거법을 이용한 전자적인 지문 감지를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 지문 감지는 신뢰도를 가진 식별 기술로서 관심이 증대되어 왔다. 전자 지문 감지는 보안 검문소와 같은 고정된 설비에 이용될 수 있으며, 모바일 폰 및 그 외 무선 장치, 스마트 카드와 같은 휴대용 장치에서 이용될 수 있다. 따라서, 전자적 지문 감지 시스템들은 소형화, 높은 신뢰성 그리고 낮은 단가와 같은 특징들이 요구된다.
다양한 전자 지문 감지 방법들이 제시되고 있다. 종래의 방법들은 광학 감지 방법과, 2차원의 전극 배열을 가지는 용량성 감지 방법을 포함한다.
스와이프된 지문 기술(swiped finger technique)을 이용한 용량성 지문 감지는 2002년 6월 13일에 발표된 국제 공보 WO 02/47018 호에 개시되어 있다. 용량성 소자 또는 플레이트들은 지문과 같이, 객체 내에서 정밀한 차이를 감지하기 위한 1 차원의 용량성 감지 배열을 생성하기 위하여, 절연판 내에 형성된다. 이러한 배열은 짧은 주기에 전자 파형 버스트(Burst)로 인해, 순차적으로 여기(勵起)되는 다수개의 구동판을 포함한다. 직교 픽업 판(Orthogonal Pickup Plate)은 감지 차이로 인해 각각의 구동판으로부터 이격되고, 각각의 구동 소자에 의해 형성된 전계 세기를 탐지하는 충전 감지 회로에 연결된다. 구동판의 각각을 완벽하게 스캔함으로써, 1 차원적인 지문의 영상이 얻어진다. 구동판과 픽업 판 간의 갭(Gap)을 가로질러 손가락을 스와이프하고, 통과 속도보다 더 빠르게 갭을 스캔하면 용량성 기반의 2차원적인 이미지가 얻어진다. 상기 이미지는 지문을 나타낸다.
이러한 종류의 지문 감지기는 만족할만한 성능을 제공하지만, 갭(Gap)으로 인하여, 손가락 융기의 외측부로부터 손가락 전체를 통해 결합된 간섭과 함께 노이즈 및 기생 커플링의 영향을 받기 쉬워진다.
본 발명의 제1 국면에 따르면, 이미지 감지 장치는 한 객체의 기 설정된 이동 방향에 직교하는 위치에 구비된 이미지 픽업 판, 각각의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판 사이의 다수개의 센서 갭이 한정되도록, 상기 이미지 픽업 판과 이격된 다수개의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판에 평행하게 배치되는 기준판을 포함하며, 상기 기준판은 공통 모드 노이즈 및 커플링이 제거되도록 상기 이미지 픽업 판과 이격되고, 상기 이미지 픽업 판 및 기준판 사이의 현상을 위하여, 차동 이미지 신호를 인가하도록 상기 이미지 구동판과 이격된다.
상기 이미지 감지 장치는 상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 지문을 감지하기 위하여 치수 및 간격을 가지고, 상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 동일 평면상에 위치되며, 상기 구동 신호는 상기 이미지 구동판 각각에 대하여 순차적으로 공급되는 신호 버스트를 포함하고, 상기 여기 회로는 여기되지 않은 이미지 구동판을 기준 전위에 결합시키는 회로를 포함한다.
상기 검파 회로는 상기 이미지 픽업 판 및 기준판과 각각 결합된 제1 차동 입력 및 제2 차동 입력을 가지는 차동 증폭기를 포함한다.
상기 지문 감지 시스템은 기준판을 더 포함하고, 상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 상기 기판 상의 전도성 트레이스를 포함할 수도 있다.
상기 전도성 트레이스는 동일한 평면상에 존재하며, 상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 지문을 감지하기 위하여 치수 및 간격을 가질 수도 있다.
본 발명의 제2 국면에 따르면, 이미지 감지 시스템이 제공된다. 상기 이미지 감지 시스템은 기 설정된 손가락의 이동 방향에 대하여, 직교하도록 배치된 이미지 픽업 판, 각각의 이미지 구동판과 이미지 픽업 판 사이에 형성된 다수개의 센서 갭이 한정되도록, 상기 이미지 픽업 판과 이격된 다수개의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판에 평행하게 배치되는 기준판을 포함하고, 상기 기준판은 공통 모드 노이즈 및 커플링이 제거되도록 하는 상기 이미지 픽업 판으로부터 이격되고, 상기 이미지 픽업 판 및 기준판 사이의 현상을 위하여 차동 신호를 인가하도록 상기 이미지 구동판으로부터 이격되며, 이동하는 손가락 상의 지문 융기 및 골을 감지하기 위한 센서 열을 포함하는 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상을 지나는 상기 손가락의 속도를 감지하기 위한 손가락 센서 및 이미지 구동 신호로 이미지 센서를 여기시켜 상기 이미지 픽업 판과 상기 이미지 구동 신호에 응답하는 상기 기준판 사이에서 이미지 신호를 검파하고, 손가락 구동 신호로 상기 손가락 센서를 여기시켜 상기 손가락 구동 신호에 응답하는 손가락 신호를 검파하며, 상기 이미지 신호와 상기 손가락 신호를 조정하여 지문 이미지를 마련하는 감지 회로를 포함한다.
상기 감지 회로는 상기 구동 신호로 상기 이미지 구동판을 순차적으로 동기시키는 여기 회로 및 상기 이미지 신호를 공급하도록 상기 이미지 구동판에서 상기 이미지 판으로 결합되는 상기 구동 신호를 검파하기 위한 검파 회로를 포함한다.
상기 검파 회로는 상기 이미지 픽업 판 및 기준판과 각각 결합된 제1 차동 입력 및 제2 차동 입력을 가지는 차동 증폭기를 포함한다.
도 1은 본 발명의 특징에 포함되는 지문 감지 시스템의 블록 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 이미지 센서를 도시한 도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문 이미지 센서를 도시한 도.
도 4는 본 발명의 따른 실시예에 따른 이미지 감지 회로를 도시한 블록 구성도.
도 1은 본 발명에 따른 지문 감지 시스템(Fingerprint Sensing System, 100)을 도시한 것이다. 센서 블록(Sensor Block, 102)은 구동 신호를 감지 회로(Sensor Circuit, 108)로부터 받고, 감지된 신호를 감지 회로(108)로 전달한다. 센서 블록(102)은 이미지 센서(Image Sensor, 110) 및 위치 센서(Position sensor, 112)를 포함한다. 이미지 센서(110) 및 위치 센서(112)는 하기에 설명된 것과 같이, 단일 기판상에 제조될 수도 있다. 감지 회로(108)는 이미지 감지 회로(Image Sensing Circuit, 124), 위치 감지 회로(Position Sensing Circiut, 122)와 마이크로 프로세서 및 메모리(130)를 포함한다. 이미지 센서(110)는 이미지 감지 회로(124)로부터 구동 신호(104)를 전달받고, 감지 신호(106)를 이미지 감지 회로(124)로 전달한다. 위치 센서(112)는 위치 감지 회로(122)로부터 구동 신호(105)를 전달받고, 감지 신호(107)를 위치 감지 회로(122)로 전달한다. 마이크로프로세서 및 메모리(130)는 상기 시스템의 작동을 제어하고, 위치 데이터 및 이미지 데이터를 처리하고 저장한다.
이하 지문 감지 시스템(100)의 구성에 대해 기술한다.
국제 공보 WO 02/47018 호에 개시된 이미지 센서는 도 2에 도시된다. 이미지 센서(150)는 다수개의 이미지 구동판(152)과 이미지 픽업 판(154)을 포함한다. 구동판(152)은 대체로 서로 평행을 이루며, 구동 회로(Drive Circuit, 156)에 연결된다. 픽업 판(154)은 대체로 구동판(152)에 수직으로 배치된다. 각각의 구동판(152)은 센서 갭(160)에 의해 픽업 판(154)과는 분리된다. 이에 따라, 이미지 센서(150) 는 각각의 구동판(152)과 픽업 판(154) 간의 센서 갭(160)의 선형적인 배열을 포함한다.
픽업 판(154)에 수직된 방향(162)에서 손가락이 이동되거나 또는 스와이프된(Swiped)다. 구동 회로(156)는 순차적으로 구동 신호를 가지는 구동판(152)을 동기시킨다. 지문의 융기 최고점 및 융기 최저점이 센서 갭(160)을 통과함으로써, 구동판(152)에 인가된 구동 신호는 각각의 센서 갭의 전기 용량(容量)에 따라, 픽업 판(154)에 용량적으로 결합된다. 상기 전기 용량은 상기 센서 갭을 통과하는 지문의 융기 최고점 및 융기 최저점에 따라 변화된다. 상기 용량적으로 결합된 구동 신호들은 픽업 판(154)에 결합되고, 지문 이미지의 선을 제공하도록 감지 회로(158)에 의해 검출된다. 다수의 지문 이미지 조각들은 완전한 지문 이미지를 형성하도록 결합된다.
도 2에 도시된 종류의 지문 이미지 센서는 만족할만한 성능을 제공하지만 센서 갭의 손가락 융기의 외측부로부터 손가락 전체를 통해 결합되는 방해 요소 만큼이나, 신체에 의해 발생되는 기생 커플링 및 노이즈의 영향을 받기 쉬워진다. 이러한 영향들이 적어도 부분적으로 제거될 수 있는 개선된 이미지 센서가 도 3에 도시된다. 이미지 센서(200)는 다수개의 이미지 구동판(210)과 이미지 픽업 판(212)을 포함한다. 구동판(210)은 대체로 서로 평행하며, 도 1에 도시된 이미지 감지 회로(124)의 일부인 구동 회로(214)에 연결된다. 픽업 판(212)은 통상적으로 구동판(210)에 수직으로 배치된다. 각각의 구동판(210)은 센서 갭(220)에 의해 픽업 판(212)으로부터 이격된다. 따라서, 이미지 센서(200)는 각각의 구동판(210)과 픽 업 판(212) 간에서 센서 갭(220) 의 선형적 배열을 포함한다. 구동 회로(214)는 순차적으로 구동 신호를 가진 구동판(210)을 동기시킨다.
이미지 센서(200)는 픽업 판(212)으로부터 이격되고 대체적으로 평행할 수 있는 기준판(230)을 더 포함한다. 기준판(230)은 구동판(210)으로부터 픽업 판(212)의 대향측에 위치하여, 픽업 판(212)보다 더 긴 거리만큼 구동판(210)으로부터 이격된다. 기준판(230)은 공통 모드 노이즈 제거를 위하여, 노이즈 및 기생 커플링 기준을 제공하기에 충분한 거리를 두고 구동판(210)으로부터 이격된다. 어떤 실시예에서는, 기준판(230) 및 픽업 판(212)은 동일한 길이 및 폭을 가질 수도 있으며, 나란한 배열로 평행하게 위치할 수도 있다. 기준판(230)은 픽업 판(212)과 유사한 융기/골(Vally) 신호를 감지하지만, 대체적으로 감쇄된다. 기준판(230) 및 픽업 판(212)은 근접하게 위치하고, 유사한 치수를 가지는데, 이러한 두 판들은 대략적으로 동일한 노이즈 및 기생 신호들을 생성한다. 기준판(230) 상의 신호로부터 픽업 판(211) 상의 신호를 감산하면 감지된 신호 간의 차이에 비례하는 융기/골 신호를 생성하는데, 이는 센서 갭(220)으로부터 두 판의 상대적인 위치로 인해 나타나기 때문이다. 그러나, 동일하게 결합된 노이즈 및 기생 신호들은 두 판 상의 신호를 빼버림으로써 제거된다.
픽업 판(212) 및 기준판(230)은 차동 대역 통과 필터(240)를 통해 차동 증폭기(242)에 결합된다. 대역 통과 필터(240) 및 차동 증폭기(242)는 도 1의 이미지 감지 회로(124)의 부분이다. 특히, 픽업 판(212)은 차동 증폭기(242)의 비반전 입력에 필터(240)를 통해 결합될 수도 있고, 기준판(230)은 차동 증폭기(242)의 반전 입력에 필터(240)를 통해 결합될 수도 있다. 차동 증폭기(242)는 전기적으로 픽업 판(212)과 기준판(230) 상의 신호를 감산하는데, 이에 따라 노이즈 및 기생 신호들이 제거된다. 이미지 센서(200)와 차동 증폭기(242) 사이의 연결은 본 발명의 범위 내에서, 반전될 수 있다는 것은 종래 기술에 언급된 바에 의해 이해될 수 있을 것이다.
이미지 센서(200)는 기준판(230)으로부터 이격된 빗살형 판(250)을 더 포함할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 빗살형 판(250)은 대체적으로 기준판(230)에 수직하게 배치되는 평행 전도체(252)들을 포함할 수도 있으며, 갭(254)에 의해 기준판(230)으로부터 이격될 수도 있다. 평행 전도체(252)들은 전도체(256)에 의해 전자적으로 교차 연결되며, 전도체(258)에 의해 구동 회로(214)에 연결된다. 어떤 실시예에서 기준판(230)에 대한 평행 전도체(252)의 배열은 픽업 판(212)에 대한 구동판(210)의 배열과 매칭된다. 따라서, 평행 전도체(252)의 폭, 평행 전도체(252) 간 거리 및 갭(254)의 치수는 구동판(210)의 폭, 구동판(210) 간의 거리 그리고 센서 갭(220)의 치수와 각각 동일할 수도 있다.
빗살형 판(250)은 지문 이미지가 감지되는 동안에 접지(GND)와 같은 기준 전위에 결합될 수도 있다. 따라서, 지문 이미지가 감지되는 동안의 짧은 시간에, 구동판(210)들 중 하나는 구동 신호에 동기될 수도 있으며, 나머지 구동판(210)들은 접지(GND)와 같은 기준 전위에 결합된다. 250개의 구동판(210)을 구비한 이미지 센서(200)를 예로 들면, 250 개의 구동판(210) 중 하나를 제외한 나머지들은 주어진 시간 내에 접지와 결합되고, 빗살형 판(250)의 평행 전도체(252)들 모두는 이미지 를 감지하는 동안 주어진 시간 내에 접지와 결합된다. 이러한 배열을 가지고, 접지 전도체에 발생한 노이즈는 대체적으로 픽업 판(212) 및 기준판(230)에 동일하게 결합된다. 상기 결합된 노이즈는 차동 증폭기(242)에 의해 감산되어 제거된다. 관심있는 지문 이미지 신호는 픽업 판(212) 및 기준판(230) 간에 감지되고, 차동 증폭기(242)에 의해 제거되지는 않는다.
픽업 판(212), 구동판(210), 기준판(230) 및 빗살형 판(250)은 대체적으로 동일 평면상에 존재하는데, 상기 기판(270) 상에 전도성을 가질 수 있다. 상기 기판(270)은 적합한 절연 물질일 수도 있다. 다른 실시예에서는, 상기 기판(270)은 유연성을 가져 손가락의 거시적인 윤곽을 확인할 수 있게 한다. 그러나, 편평한 기판은 위치 센서의 동작을 불완전하게 하지 않고 이용될 수 있다. 상기 기판(270)은 단단하거나 또는 유연한 인쇄회로기판(PCB)일 수 있으며, 구동판(210) 및 픽업 판(212)은 종래 기술에 따른 증착(Depostion), 에칭 및 사진 식각(Photolithography)을 이용하여 형성시킬 수도 있다.
이미지 센서(200)의 실시예 중의 하나에서는, 구동판(210)이 25μm 의 폭을 가지며, 근접한 구동판(210) 간의 이격 거리는 25μm 정도이다. 상기 센서 갭(220)은 32μm의 치수를 가진다. 픽업 판(212)과 기준판(230) 간의 이격 거리는 32μm이다. 빗살형 판(250)의 평행 전도체(252)는 25μm의 폭을 가지며, 근접한 전도체(252) 간의 거리는 25μm이다. 상기 갭(254)은 32μm 정도의 치수를 가진다. 본 발명은 상기 실시예에서 주어진 방법에 따른 치수들로만 한정되는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 센서 갭(220)은 통상적인 지문 내에 형성된 융 기 간의 간격 보다 더 적은 치수를 가지고, 대표적으로 25 내지 50μm 내로 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같은 이미지 감지 회로(124) 및 마이크로프로세서 및 메모리(130)의 실시예는 도 4에 도시된다. 주 클럭(Master Clock, 302)은 MUX 스캐닝 로직(304)에 클럭 신호를 제공한다. 주 클럭(302)은 예를 들면 20 내지 80 MHz의 주파수 범위에 거쳐서 작동할 수 있으나, 상기 범위 내에 제한되지는 않는다. 마이크로프로세서 및 메모리(130)는 MUX 스캐닝 로직(304)을 위한 제어 신호를 생성한다. MUX 스캐닝 로직(304)의 출력은 스위치(310)의 제어 입력으로서 기능한다.
주 클럭(302)로부터 생성된 클럭 신호는 신호 버스트(312)를 마련하도록 스위치(310)에 의해 게이트된다. 저 임피던스 버퍼(314)는 신호 버스트(312)를 가지는 각각의 이미지 구동판(210)을 활성화시킨다. 신호 버스트(312)는 종래 기술에 언급된 바와 같은 기본적인 회로 구성 요소들에 의해 생성되고, 공통 기준 주파수 또는 주 클럭(302)으로부터 유도된다.
MUX 스캐닝 로직(304)은 이미지 구동판(210)을 스캔하기 위하여, 스위치(310)들을 순차적으로 활성화시킬 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 주 클럭(302)은 48MHz에서 동작하며, 버퍼(314)로 제공되기 전에 16MHz 이하로 분할된다. 각각의 스위치(310)는 약 0.5 내지 5 마이크로초(Microsecond)에서 개폐가 제어된다. 순차적인 신호 버스트(312)는 이미지 센서(200)의 스캔을 마련하는 구동판(210)에 인가된다. 그 이유는, 상기 스캔 속도가 손가락을 문지르는 속도에 비해 빠르기 때문이며, 지문 이미지의 다수개 선들이 획득될 수 있다.
이미지 센서(200)의 상기 구동판(210)들은 순차적으로 활성화되지만, 특정 순서 내에서 활성화되는 것이 필수적인 것은 아니다. 더불어, 상기 구동판(210)은 주 클럭(302)의 버스트로 활성화되는 것이 요구되는 것은 아니지만, 사인파와 같은 어떠한 주기적인 신호에 의해 활성화될 수는 있다.
제어 입력이 활성화될 때, 각각의 스위치(310)는 주 클럭(302)에서 버퍼(314)로 신호 버스트(312)를 공급한다. 버퍼(314)에서 출력된 신호 버스트(312) 는 구동판(210) 중 하나에서 픽업 판(212)으로 전달된다. 상기 전달된 신호는 이미지 센서(200)와 접촉되는 손가락의 지문 특징의 기능이다. 스위치(310)로 제어 입력이 활성화되지 않을 때, 버퍼(314)는 연결된 구동판(210)을 접지로 유도한다. 따라서, 활성화된 구동판(210) 및 비활성 구동판(210) 간에 형성된 어떤 기생 장(場)은 접지로 단락된다. 픽업 판(212)은 신호 버스트(312)를 검출하고, 대역 통과 필터(240)로 결합된 신호를 공급한다. 또한, 버퍼(320)는 이미지를 감지하는 동안에 빗살형 판(250)을 접지로 유도한다.
대역 통과 필터(240)는 주 클럭(302)의 주파수에서 집중될 수 있으며, 10 정도의 Q 값을 가질 수도 있다. 대역 통과 필터(240)의 출력은 차동 증폭기(242)로 공급되는데, 이는 가변 이득을 가질 수도 있다. 상기 차동 증폭기(242)의 이득은 마이크로프로세서 및 메모리(130)에 의해 제어될 수 있다. 상기 이득은 다양한 감지 조건에도 불구하고 바람직한 출력 레벨을 제공하도록 조정될 수 있다.
차동 증폭기(242)의 출력은 검파기(306)에 의해 복조(Demodulate)된다. 검파기(306)는 신호 버스트(312)의 포락선 검파회로( Envelop Detection) 동기를 수행한다. 검파기(306)의 출력은 상기 결합된 신호 버스트(312)의 포락선을 나타내는 기본 대역 펄스(Baseband Pulse)이다. 대안적인 실시예에서는, 동기된 정류(整流)는 포락선 검출을 위해 사용될 수 있다. 검파기(306)에서 출력된 펄스 출력의 진폭은 구동판(210)에서 픽업 판(212)으로 결합된 신호 크기의 기능이다. 펄스 폭 복조 신호는 저역 통과 필터(322)에 공급된다. 저역 통과 필터(322)는 복조 과정에 의해 생성되는 원치않는 고주파의 고조파(Harmonic) 성분들을 제거한다. 저역 통과 필터(322)는 이전 신호 처리 단계에서 발생된 위상 왜곡을 보상하는 군지연 특성(Group Delay Characteristic)을 가질 수 있다. 저역 통과 필터(322)는 구동판(210)이 스캔되는 속도 비율로 검파기(306)의 외부로 출력되는 정보를 처리하기 위해 최적화될 수 있다.
A/D 변환기(Analog to Digital Converter, 324)는 저역 통과 필터(322)의 출력을 디지털 값으로 변환시킨다. 예를 들면, A/D 변환기(324)는 8 내지 12 비트의 분해능을 가질 수 있으며, 이에 따라 저역 통과 필터(322)의 출력을 256 내지4096 으로 분해할 수 있게 된다. A/D 변환기(324)는 이미지 센서(200)의 스캐닝을 돕도록 충분한 속도(예를 들면, 1 초당 1 메가 샘플)에서 작동한다. 마이크로프로세서 및 메모리(130)는 A/D 변환기(324)의 출력을 받고, 이를 버퍼(314)에 저장한다. 각각 저장된 디지털 값은 구동판(210)이 신호 버스트(312)에 의해 활성화될 때, 구동판(210)과 픽업 판(212) 간에서 결합된 신호를 나타낸다.
이미지 센서(200)의 각각의 스캔은 지문 이미지의 한 조각을 얻을 수 있 다. 상기 저장된 디지털 값은 상기 지문 이미지의 다수개의 조각을 포함하고, 이는 지문 이미지를 생성하는데 이용된다.
본 발명에서 적어도 하나의 실시예는 언급된 다수 특징들을 포함하며, 이는 다양한 변형, 변경 및 기술의 범주 내에서 용이하게 일어날 수 있는 개선점들로 식별될 수 있다. 이러한 변형, 변형 및 개선점들은 본 발명의 부분으로 의도되며, 본 발명의 정신 및 범주 내에 포함시킬 수 있다. 따라서, 상술한 설명 및 도면들은 하나의 예시적인 방법일 뿐 이에 한정되지는 않는다.

Claims (21)

  1. 한 객체의 기 설정된 이동 방향에 직교하는 위치에 구비된 이미지 픽업 판;
    각각의 이미지 구동판 및 상기 이미지 픽업 판 사이의 다수개의 센서 갭이 한정되도록, 상기 이미지 픽업 판과 이격된 다수개의 이미지 구동판; 및
    상기 이미지 픽업 판에 평행하게 배치되는 기준판;
    을 포함하며,
    상기 기준판은 공통 모드 노이즈 및 커플링이 제거되도록 상기 이미지 픽업 판과 이격되고, 상기 이미지 픽업 판 및 기준판 사이의 현상을 위하여, 차동 이미지 신호를 인가하도록 상기 이미지 구동판과 이격되는 이미지 감지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 감지 장치는 기판; 을 더 포함하고,
    상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 상기 기판 상의 전도성 트레이스를 포함하는 이미지 감지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 동일 평면상에 위치되는 이미지 감지 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 지문을 감지하기 위하여 치수 및 간격을 갖는 이미지 감지 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    각각의 상기 센서 갭은 대표적인 지문 상에 이격된 융기의 1/2 보다 낮은 치수를 가지는 이미지 감지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 구동판은 상기 이미지 픽업 판 및 상기 기준판에 수직으로 위치한 평행 전도체를 포함하는 이미지 구동 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준판과 이격된 빗살형 판; 을 더 포함하는 이미지 감지 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 빗살형 판은 상기 기준판에 수직하게 배치되고 상기 기준판과 이격되며 평행 및 교차된 전도체를 더 포함하는 이미지 감지 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준판에 대하여 평행하고 교차된 전도체의 배열은 상기 이미지 픽업 판에 대하여, 상기 이미지 구동판의 배열과 일치되는 이미지 감지 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 신호로 상기 이미지 구동판을 순차적으로 동기시키는 여기 회로; 및
    상기 이미지 신호를 공급하도록 상기 이미지 구동판에서 상기 이미지 구동판으로부터 상기 이미지 판으로 결합되는 상기 구동 신호를 검파하기 위한 검파 회로;
    를 더 포함하는 이미지 감지 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 구동 신호는 상기 이미지 구동판 각각에 대하여 순차적으로 공급되는 신호 버스트를 포함하고, 상기 여기 회로는 여기되지 않은 이미지 구동판을 기준 전위에 결합시키는 회로를 포함하는 이미지 감지 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 검파 회로는 상기 이미지 픽업 판 및 기준판과 각각 결합된 제1 차동 입력 및 제2 차동 입력을 가지는 차동 증폭기를 포함하는 이미지 검파 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 이미지 감지 장치는 상기 기준판에 대해 이격된 빗살형 판;
    을 더 포함하며,
    상기 여기 회로는 여기되지 않은 상기 이미지 구동판 및 빗살형 판을 기준 전위에 결합시키는 회로를 포함하는 이미지 검파 장치.
  14. 기 설정된 손가락의 이동 방향에 대하여, 직교하도록 배치된 이미지 픽업 판; 각각의 이미지 구동판과 이미지 픽업 판 사이에 형성된 다수개의 센서 갭이 한정되도록, 상기 이미지 픽업 판과 이격된 다수개의 이미지 구동판; 및 상기 이미지 픽업 판에 평행하게 배치되는 기준판을 포함하고, 상기 기준판은 공통 모드 노이즈 및 커플링이 제거되도록 하는 상기 이미지 픽업 판으로부터 이격되고, 상기 이미지 픽업 판 및 기준판 사이의 현상을 위하여 차동 신호를 인가하도록 상기 이미지 구동판으로부터 이격되며, 이동하는 손가락 상의 지문 융기 및 골을 감지하기 위한 센서 열을 포함하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서 상을 지나는 상기 손가락의 속도를 감지하기 위한 손가락 센서; 및
    이미지 구동 신호로 이미지 센서를 여기시켜 상기 이미지 픽업 판과 상기 이미지 구동 신호에 응답하는 상기 기준판 사이에서 이미지 신호를 검파하고, 손가락 구동 신호로 상기 손가락 센서를 여기시켜 상기 손가락 구동 신호에 응답하는 손가락 신호를 검파하며, 상기 이미지 신호와 상기 손가락 신호를 조정하여 지문 이미지를 마련하는 감지 회로;
    를 포함하는 지문 감지 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 지문 감지 시스템은 기준판을 더 포함하고,
    상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 상기 기판 상의 전도성 트레이스가 포함되는 지문 감지 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 이미지 픽업 판, 상기 다수개의 이미지 구동판 및 상기 기준판은 동일 평면상에 위치되는 지문 감지 시스템.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 기준판과 이격된 빗살형 판;
    을 더 포함하는 지문 감지 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 빗살형 판은 상기 기준판에 수직하게 위치되고, 상기 기준판과 이격되며 평행 및 교차된 전도체를 더 포함하는 지문 감지 시스템.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 감지 회로는 상기 구동 신호로 상기 이미지 구동판을 순차적으로 동기 시키는 여기 회로; 및
    상기 이미지 신호를 공급하도록 상기 이미지 구동판에서 상기 이미지 판으로 결합되는 상기 구동 신호를 검파하기 위한 검파 회로;
    를 포함하는 지문 감지 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 검파 회로는 상기 이미지 픽업 판 및 기준판과 각각 결합된 제1 차동 입력 및 제2 차동 입력을 가지는 차동 증폭기를 포함하는 지문 감지 시스템.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 기준판에 대해 이격된 빗살형 판;
    을 더 포함하며,
    상기 여기 회로는 여기되지 않은 상기 이미지 구동판 및 빗살형 판을 기준 전위에 결합시키는 회로를 포함하는 지문 감지 시스템.
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